杜见第
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刘新宽
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何代华
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刘平
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马凤仓
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李芹
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冯宁宁
稀有金属材料与工程
Ti6Al4V基体经NaOH溶液恒温预处理不同的时间(12、24、36、48、60 h),然后分析了不同的碱预处理时间对Ti6Al4V基体及羟基磷灰石(HA)形态、物相的影响.经碱预处理后Ti6Al4V表面呈现三维网状结构,并检测到了钛酸钠凝胶的存在.随后采用水热电化学方法得到了HA涂层,水热反应电解质包括NaCl、K2HPO4·3H2O、CaCl2,在恒温120℃、电流密度为1.25 mA/cm2的条件下保持120 min.结果表明:HA的生长模式及形态均受预处理时间的影响:当基体经过12 h的预处理后,水热反应形成一层针状HA及少量蒲公英状HA.而蒲公英状HA的数量随预处理时间的增加而增多.但预处理时间大于48 h时,其数量稍有减小.HA在(002)晶面的取向指数、结晶度在预处理时间为48 h时分别达到了最小值、最大值.
关键词:
Ti6Al4V
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羟基磷灰石涂层
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碱预处理
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水热电化学
李翔
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杨思勰
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冯宁宁
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何平
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周豪慎
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61125-1
对化石能源依赖所造成的能源安全和环境污染等问题限制了人类社会的可持续发展。 Li-CO2电池能量密度高、原材料成本低廉且结构简单,因而被认为是开发和利用可再生清洁能源的有力技术,在住宅能量存储、电动汽车驱动和智能电网等领域具备良好的应用前景。此外, CO2等温室气体的大量排放是全球变暖的主要原因, Li-CO2电池放电时可将空气中的 CO2还原固定,生成的碳材料可用作燃料和化工原料,在资源利用化上提供了新途径。 Li-CO2电池是建立在锂-空气电池的基础上。相比大气中的其他成分, H2O与 CO2对该电池的影响很大。防水膜可以减少水的影响；而在放电过程中, CO2的存在会生成 Li2CO3, Li2CO3是可以分解的。由此可见, CO2在可充放的锂电池中作为正极活性成分储能,从而被利用起来。目前 Li-CO2电池至少面临三个问题：(1)电池充放电的机理尚不完全清楚,并且以 O2和 CO2混合气为活性气体的机理与以纯 CO2为活性气体的机理是有差别的, Li2CO3的生成与分解的机制仍在探索中；(2)电解液的稳定性；(3)寻找高效的正极催化剂材料。
本文介绍了 Li-CO2电池的发展历程,讨论了 Li-CO2电池的充放电机理、电解液的影响以及正极催化材料的选取等。综述了活性气体为纯 CO2和 CO2-O2混合气时机理的差别,以及 CO2/O2混合比对电池性能的影响。选取电解液应考虑其粘度和介电性。高效能的正极催化材料大多具有高导电性、多孔结构和大的比表面积等特点。而温度也是影响 Li-CO2电池性能的因素之一。虽然 Li-CO2电池的概念相对较新,但可实现 CO2在能源储存与转化领域中的应用,并为 Li-O2电池向锂空气电池飞跃提供了重要参考。本文以如何提高正极材料的催化性能和 Li2CO3的生成和分解机理为重点,总结了正极材料所具有的导电性、比表面积、特殊结构等特点,以及相关机理。
关键词:
锂-二氧化碳电池
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正极反应机理
,
催化剂设计
,
固碳
